使用字符串
第二次世界大戰(zhàn)促使了現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的誕生，當(dāng)初的想法很簡單，就是用計(jì)算機(jī)來計(jì)算導(dǎo)彈的彈道，因此在計(jì)算機(jī)剛剛誕生的那個(gè)年代，計(jì)算機(jī)處理的信息主要是數(shù)值，而世界上的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC每秒鐘能夠完成約5000次浮點(diǎn)運(yùn)算。隨著時(shí)間的推移，雖然對數(shù)值運(yùn)算仍然是計(jì)算機(jī)日常工作中最為重要的事情之一，但是今天的計(jì)算機(jī)處理得更多的數(shù)據(jù)都是以文本信息的方式存在的，而Python表示文本信息的方式我們在很早以前就說過了，那就是字符串類型。所謂字符串，就是由零個(gè)或多個(gè)字符組成的有限序列，一般記為$${\displaystyle s=a_{1}a_{2}\dots a_{n}(0\leq n \leq \infty)}$$。
我們可以通過下面的代碼來了解字符串的使用。
def main():
str1 = 'hello, world!'
# 通過len函數(shù)計(jì)算字符串的長度
print(len(str1)) # 13
# 獲得字符串首字母大寫的拷貝
print(str1.capitalize()) # Hello, world!
# 獲得字符串變大寫后的拷貝
print(str1.upper()) # HELLO, WORLD!
# 從字符串中查找子串所在位置
print(str1.find('or')) # 8
print(str1.find('shit')) # -1
# 與find類似但找不到子串時(shí)會(huì)引發(fā)異常
# print(str1.index('or'))
# print(str1.index('shit'))
# 檢查字符串是否以指定的字符串開頭
print(str1.startswith('He')) # False
print(str1.startswith('hel')) # True
# 檢查字符串是否以指定的字符串結(jié)尾
print(str1.endswith('!')) # True
# 將字符串以指定的寬度居中并在兩側(cè)填充指定的字符
print(str1.center(50, '*'))
# 將字符串以指定的寬度靠右放置左側(cè)填充指定的字符
print(str1.rjust(50, ' '))
str2 = 'abc123456'
# 從字符串中取出指定位置的字符(下標(biāo)運(yùn)算)
print(str2[2]) # c
# 字符串切片(從指定的開始索引到指定的結(jié)束索引)
print(str2[2:5]) # c12
print(str2[2:]) # c123456
print(str2[2::2]) # c246
print(str2[::2]) # ac246
print(str2[::-1]) # 654321cba
print(str2[-3:-1]) # 45
# 檢查字符串是否由數(shù)字構(gòu)成
print(str2.isdigit()) # False
# 檢查字符串是否以字母構(gòu)成
print(str2.isalpha()) # False
# 檢查字符串是否以數(shù)字和字母構(gòu)成
print(str2.isalnum()) # True
str3 = ' jackfrued@126.com '
print(str3)
# 獲得字符串修剪左右兩側(cè)空格的拷貝
print(str3.strip())
if __name__ == '__main__':
main()
除了字符串，Python還內(nèi)置了多種類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果要在程序中保存和操作數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)時(shí)候可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，最常用的包括列表、元組、集合和字典。
使用列表
下面的代碼演示了如何定義列表、使用下標(biāo)訪問列表元素以及添加和刪除元素的操作。
def main():
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1)
list2 = ['hello'] * 5
print(list2)
# 計(jì)算列表長度(元素個(gè)數(shù))
print(len(list1))
# 下標(biāo)(索引)運(yùn)算
print(list1[0])
print(list1[4])
# print(list1[5]) # IndexError: list index out of range
print(list1[-1])
print(list1[-3])
list1[2] = 300
print(list1)
# 添加元素
list1.append(200)
list1.insert(1, 400)
list1 += [1000, 2000]
print(list1)
print(len(list1))
# 刪除元素
list1.remove(3)
if 1234 in list1:
list1.remove(1234)
del list1[0]
print(list1)
# 清空列表元素
list1.clear()
print(list1)
if __name__ == '__main__':
main()
和字符串一樣，列表也可以做切片操作，通過切片操作我們可以實(shí)現(xiàn)對列表的復(fù)制或者將列表中的一部分取出來創(chuàng)建出新的列表，代碼如下所示。
def main():
fruits = ['grape', 'apple', 'strawberry', 'waxberry']
fruits += ['pitaya', 'pear', 'mango']
# 循環(huán)遍歷列表元素
for fruit in fruits:
print(fruit.title(), end=' ')
print()
# 列表切片
fruits2 = fruits[1:4]
print(fruits2)
# fruit3 = fruits # 沒有復(fù)制列表只創(chuàng)建了新的引用
# 可以通過完整切片操作來復(fù)制列表
fruits3 = fruits[:]
print(fruits3)
fruits4 = fruits[-3:-1]
print(fruits4)
# 可以通過反向切片操作來獲得倒轉(zhuǎn)后的列表的拷貝
fruits5 = fruits[::-1]
print(fruits5)
if __name__ == '__main__':
main()
下面的代碼實(shí)現(xiàn)了對列表的排序操作。
def main():
list1 = ['orange', 'apple', 'zoo', 'internationalization', 'blueberry']
list2 = sorted(list1)
# sorted函數(shù)返回列表排序后的拷貝不會(huì)修改傳入的列表
# 函數(shù)的設(shè)計(jì)就應(yīng)該像sorted函數(shù)一樣盡可能不產(chǎn)生副作用
list3 = sorted(list1, reverse=True)
# 通過key關(guān)鍵字參數(shù)指定根據(jù)字符串長度進(jìn)行排序而不是默認(rèn)的字母表順序
list4 = sorted(list1, key=len)
print(list1)
print(list2)
print(list3)
print(list4)
# 給列表對象發(fā)出排序消息直接在列表對象上進(jìn)行排序
list1.sort(reverse=True)
print(list1)
if __name__ == '__main__':
main()
我們還可以使用列表的生成式語法來創(chuàng)建列表，代碼如下所示。
import sys
def main():
f = [x for x in range(1, 10)]
print(f)
f = [x + y for x in 'ABCDE' for y in '1234567']
print(f)
# 用列表的生成表達(dá)式語法創(chuàng)建列表容器
# 用這種語法創(chuàng)建列表之后元素已經(jīng)準(zhǔn)備就緒所以需要耗費(fèi)較多的內(nèi)存空間
f = [x ** 2 for x in range(1, 1000)]
print(sys.getsizeof(f)) # 查看對象占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)
print(f)
# 請注意下面的代碼創(chuàng)建的不是一個(gè)列表而是一個(gè)生成器對象
# 通過生成器可以獲取到數(shù)據(jù)但它不占用額外的空間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
# 每次需要數(shù)據(jù)的時(shí)候就通過內(nèi)部的運(yùn)算得到數(shù)據(jù)(需要花費(fèi)額外的時(shí)間)
f = (x ** 2 for x in range(1, 1000))
print(sys.getsizeof(f)) # 相比生成式生成器不占用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的空間
print(f)
for val in f:
print(val)
if __name__ == '__main__':
main()
除了上面提到的生成器語法，Python中還有另外一種定義生成器的方式，就是通過yield關(guān)鍵字將一個(gè)普通函數(shù)改造成生成器函數(shù)。下面的代碼演示了如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)生成斐波拉切數(shù)列的生成器。所謂斐波拉切數(shù)列可以通過下面遞歸的方法來進(jìn)行定義：
$${\displaystyle F_{0}=0}$$
$${\displaystyle F_{1}=1}$$
$${\displaystyle F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2}}({n}\geq{2})$$
def fib(n):
a, b = 0, 1
for _ in range(n):
a, b = b, a + b
yield a
def main():
for val in fib(20):
print(val)
if __name__ == '__main__':
main()
使用元組
Python 的元組與列表類似，不同之處在于元組的元素不能修改，在前面的代碼中我們已經(jīng)不止一次使用過元組了。顧名思義，我們把多個(gè)元素組合到一起就形成了一個(gè)元組，所以它和列表一樣可以保存多條數(shù)據(jù)。下面的代碼演示了如何定義和使用元組。
def main():
# 定義元組
t = ('駱昊', 38, True, '四川成都')
print(t)
# 獲取元組中的元素
print(t[0])
print(t[3])
# 遍歷元組中的值
for member in t:
print(member)
# 重新給元組賦值
# t[0] = '王大錘' # TypeError
# 變量t重新引用了新的元組原來的元組將被垃圾回收
t = ('王大錘', 20, True, '云南昆明')
print(t)
# 將元組轉(zhuǎn)換成列表
person = list(t)
print(person)
# 列表是可以修改它的元素的
person[0] = '李小龍'
person[1] = 25
print(person)
# 將列表轉(zhuǎn)換成元組
fruits_list = ['apple', 'banana', 'orange']
fruits_tuple = tuple(fruits_list)
print(fruits_tuple)
if __name__ == '__main__':
main()
這里有一個(gè)非常值得探討的問題，我們已經(jīng)有了列表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為什么還需要元組這樣的類型呢？
1、元組中的元素是無法修改的，事實(shí)上我們在項(xiàng)目中尤其是多線程環(huán)境（后面會(huì)講到）中可能更喜歡使用的是那些不變對象（一方面因?yàn)閷ο鬆顟B(tài)不能修改，所以可以避免由此引起的不必要的程序錯(cuò)誤，簡單的說就是一個(gè)不變的對象要比可變的對象更加容易維護(hù)；另一方面因?yàn)闆]有任何一個(gè)線程能夠修改不變對象的內(nèi)部狀態(tài)，一個(gè)不變對象自動(dòng)就是線程安全的，這樣就可以省掉處理同步化的開銷。一個(gè)不變對象可以方便的被共享訪問）。所以結(jié)論就是：如果不需要對元素進(jìn)行添加、刪除、修改的時(shí)候，可以考慮使用元組，當(dāng)然如果一個(gè)方法要返回多個(gè)值，使用元組也是不錯(cuò)的選擇。
2、元組在創(chuàng)建時(shí)間和占用的空間上面都優(yōu)于列表。我們可以使用sys模塊的getsizeof函數(shù)來檢查存儲(chǔ)同樣的元素的元組和列表各自占用了多少內(nèi)存空間，這個(gè)很容易做到。我們也可以在ipython中使用魔法指令%timeit來分析創(chuàng)建同樣內(nèi)容的元組和列表所花費(fèi)的時(shí)間，下圖是我的macOS系統(tǒng)上測試的結(jié)果。
使用集合
Python中的集合跟數(shù)學(xué)上的集合是一致的，不允許有重復(fù)元素，而且可以進(jìn)行交集、并集、差集等運(yùn)算。
def main():
set1 = {1, 2, 3, 3, 3, 2}
print(set1)
print('Length =', len(set1))
set2 = set(range(1, 10))
print(set2)
set1.add(4)
set1.add(5)
set2.update([11, 12])
print(set1)
print(set2)
set2.discard(5)
# remove的元素如果不存在會(huì)引發(fā)KeyError
if 4 in set2:
set2.remove(4)
print(set2)
# 遍歷集合容器
for elem in set2:
print(elem ** 2, end=' ')
print()
# 將元組轉(zhuǎn)換成集合
set3 = set((1, 2, 3, 3, 2, 1))
print(set3.pop())
print(set3)
# 集合的交集、并集、差集、對稱差運(yùn)算
print(set1 & set2)
# print(set1.intersection(set2))
print(set1 | set2)
# print(set1.union(set2))
print(set1 - set2)
# print(set1.difference(set2))
print(set1 ^ set2)
# print(set1.symmetric_difference(set2))
# 判斷子集和超集
print(set2 <= set1)
# print(set2.issubset(set1))
print(set3 <= set1)
# print(set3.issubset(set1))
print(set1 >= set2)
# print(set1.issuperset(set2))
print(set1 >= set3)
# print(set1.issuperset(set3))
if __name__ == '__main__':
main()
說明： Python中允許通過一些特殊的方法來為某種類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自定義運(yùn)算符（后面的章節(jié)中會(huì)講到），上面的代碼中我們對集合進(jìn)行運(yùn)算的時(shí)候可以調(diào)用集合對象的方法，也可以直接使用對應(yīng)的運(yùn)算符，例如&運(yùn)算符跟intersection方法的作用就是一樣的，但是使用運(yùn)算符讓代碼更加直觀。
使用字典
字典是另一種可變?nèi)萜髂Ｐ停愃朴谖覀兩钪惺褂玫淖值洌梢源鎯?chǔ)任意類型對象，與列表、集合不同的是，字典的每個(gè)元素都是由一個(gè)鍵和一個(gè)值組成的“鍵值對”，鍵和值通過冒號分開。下面的代碼演示了如何定義和使用字典。
def main():
scores = {'駱昊': 95, '白元芳': 78, '狄仁杰': 82}
# 通過鍵可以獲取字典中對應(yīng)的值
print(scores['駱昊'])
print(scores['狄仁杰'])
# 對字典進(jìn)行遍歷(遍歷的其實(shí)是鍵再通過鍵取對應(yīng)的值)
for elem in scores:
print('%s\t--->\t%d' % (elem, scores[elem]))
# 更新字典中的元素
scores['白元芳'] = 65
scores['諸葛王朗'] = 71
scores.update(冷面=67, 方啟鶴=85)
print(scores)
if '武則天' in scores:
print(scores['武則天'])
print(scores.get('武則天'))
# get方法也是通過鍵獲取對應(yīng)的值但是可以設(shè)置默認(rèn)值
print(scores.get('武則天', 60))
# 刪除字典中的元素
print(scores.popitem())
print(scores.popitem())
print(scores.pop('駱昊', 100))
# 清空字典
scores.clear()
print(scores)
if __name__ == '__main__':
main()
練習(xí)
練習(xí)1：在屏幕上顯示跑馬燈文字
import os
import time
def main():
content = '北京歡迎你為你開天辟地…………'
while True:
# 清理屏幕上的輸出
os.system('cls') # os.system('clear')
print(content)
# 休眠200毫秒
time.sleep(0.2)
content = content[1:] + content[0]
if __name__ == '__main__':
main()
練習(xí)2：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)產(chǎn)生指定長度的驗(yàn)證碼，驗(yàn)證碼由大小寫字母和數(shù)字構(gòu)成。
import random
def generate_code(code_len=4):
"""
生成指定長度的驗(yàn)證碼
:param code_len: 驗(yàn)證碼的長度(默認(rèn)4個(gè)字符)
:return: 由大小寫英文字母和數(shù)字構(gòu)成的隨機(jī)驗(yàn)證碼
"""
all_chars = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
last_pos = len(all_chars) - 1
code = ''
for _ in range(code_len):
index = random.randint(0, last_pos)
code += all_chars[index]
return code
練習(xí)3：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)返回給定文件名的后綴名。
def get_suffix(filename, has_dot=False):
"""
獲取文件名的后綴名
:param filename: 文件名
:param has_dot: 返回的后綴名是否需要帶點(diǎn)
:return: 文件的后綴名
"""
pos = filename.rfind('.')
if 0 < pos < len(filename) - 1:
index = pos if has_dot else pos + 1
return filename[index:]
else:
return ''
練習(xí)4：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)返回傳入的列表中最大和第二大的元素的值。
def max2(x):
m1, m2 = (x[0], x[1]) if x[0] > x[1] else (x[1], x[0])
for index in range(2, len(x)):
if x[index] > m1:
m2 = m1
m1 = x[index]
elif x[index] > m2:
m2 = x[index]
return m1, m2
練習(xí)5：計(jì)算指定的年月日是這一年的第幾天
def is_leap_year(year):
"""
判斷指定的年份是不是閏年
:param year: 年份
:return: 閏年返回True平年返回False
"""
return year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or year % 400 == 0
def which_day(year, month, date):
"""
計(jì)算傳入的日期是這一年的第幾天
:param year: 年
:param month: 月
:param date: 日
:return: 第幾天
"""
days_of_month = [
[31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31],
[31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]
][is_leap_year(year)]
total = 0
for index in range(month - 1):
total += days_of_month[index]
return total + date
def main():
print(which_day(1980, 11, 28))
print(which_day(1981, 12, 31))
print(which_day(2018, 1, 1))
print(which_day(2016, 3, 1))
if __name__ == '__main__':
main()
練習(xí)6：打印楊輝三角。
def main():
num = int(input('Number of rows: '))
yh = [[]] * num
for row in range(len(yh)):
yh[row] = [None] * (row + 1)
for col in range(len(yh[row])):
if col == 0 or col == row:
yh[row][col] = 1
else:
yh[row][col] = yh[row - 1][col] + yh[row - 1][col - 1]
print(yh[row][col], end='\t')
print()
if __name__ == '__main__':
main()
綜合案例
案例1：雙色球選號
from random import randrange, randint, sample
def display(balls):
"""
輸出列表中的雙色球號碼
"""
for index, ball in enumerate(balls):
if index == len(balls) - 1:
print('|', end=' ')
print('%02d' % ball, end=' ')
print()
def random_select():
"""
隨機(jī)選擇一組號碼
"""
red_balls = [x for x in range(1, 34)]
selected_balls = []
selected_balls = sample(red_balls, 6)
selected_balls.sort()
selected_balls.append(randint(1, 16))
return selected_balls
def main():
n = int(input('機(jī)選幾注: '))
for _ in range(n):
display(random_select())
if __name__ == '__main__':
main()
說明： 上面使用random模塊的sample函數(shù)來實(shí)現(xiàn)從列表中選擇不重復(fù)的n個(gè)元素。
綜合案例2：約瑟夫環(huán)問題
"""
《幸運(yùn)的基督徒》
有15個(gè)基督徒和15個(gè)非基督徒在海上遇險(xiǎn)，為了能讓一部分人活下來不得不將其中15個(gè)人扔到海里面去，有個(gè)人想了個(gè)辦法就是大家圍成一個(gè)圈，由某個(gè)人開始從1報(bào)數(shù)，報(bào)到9的人就扔到海里面，他后面的人接著從1開始報(bào)數(shù)，報(bào)到9的人繼續(xù)扔到海里面，直到扔掉15個(gè)人。由于上帝的保佑，15個(gè)基督徒都幸免于難，問這些人最開始是怎么站的，哪些位置是基督徒哪些位置是非基督徒。
"""
def main():
persons = [True] * 30
counter, index, number = 0, 0, 0
while counter < 15:
if persons[index]:
number += 1
if number == 9:
persons[index] = False
counter += 1
number = 0
index += 1
index %= 30
for person in persons:
print('基' if person else '非', end='')
if __name__ == '__main__':
main()
綜合案例3：井字棋游戲
import os
def print_board(board):
print(board['TL'] + '|' + board['TM'] + '|' + board['TR'])
print('-+-+-')
print(board['ML'] + '|' + board['MM'] + '|' + board['MR'])
print('-+-+-')
print(board['BL'] + '|' + board['BM'] + '|' + board['BR'])
def main():
init_board = {
'TL': ' ', 'TM': ' ', 'TR': ' ',
'ML': ' ', 'MM': ' ', 'MR': ' ',
'BL': ' ', 'BM': ' ', 'BR': ' '
}
begin = True
while begin:
curr_board = init_board.copy()
begin = False
turn = 'x'
counter = 0
os.system('clear')
print_board(curr_board)
while counter < 9:
move = input('輪到%s走棋, 請輸入位置: ' % turn)
if curr_board[move] == ' ':
counter += 1
curr_board[move] = turn
if turn == 'x':
turn = 'o'
else:
turn = 'x'
os.system('clear')
print_board(curr_board)
choice = input('再玩一局?(yes|no)')
begin = choice == 'yes'
if __name__ == '__main__':
main()
更多文章、技術(shù)交流、商務(wù)合作、聯(lián)系博主
微信掃碼或搜索：z360901061
微信掃一掃加我為好友
QQ號聯(lián)系： 360901061
您的支持是博主寫作最大的動(dòng)力，如果您喜歡我的文章，感覺我的文章對您有幫助，請用微信掃描下面二維碼支持博主2元、5元、10元、20元等您想捐的金額吧，狠狠點(diǎn)擊下面給點(diǎn)支持吧，站長非常感激您！手機(jī)微信長按不能支付解決辦法：請將微信支付二維碼保存到相冊，切換到微信，然后點(diǎn)擊微信右上角掃一掃功能，選擇支付二維碼完成支付。
【本文對您有幫助就好】元
